CN109276234B - 拔罐疗法中的血液动力学参数检测系统及其疗效评估方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种拔罐疗法中的血液动力学参数检测系统及其疗效评估方法，该系统包括光学信号采集装置、控制与数据传输装置和数据处理装置，光学信号采集装置和控制与数据传输装置通过有线方式连接在一起，该光学信号采集装置由控制与数据传输装置统一进行供电；该控制与数据传输装置和数据处理装置通过有线或无线方式连接。该方法包括采集拔罐器内外两个波长的光经人体组织散射后的信号；计算组织含氧血红蛋白的变化、脱氧血红蛋白的变化和总血容的变化；计算心率；实时监测血氧参数在拔罐中的变化量并作为评价指标。本发明有效地解决目前拔罐治疗中缺乏生理参数监控反馈环节的问题，设备操作简单，成本低廉，易于在拔罐治疗中实施。

Description

拔罐疗法中的血液动力学参数检测系统及其疗效评估方法
技术领域
本发明属于医疗器械技术领域，尤其是一种拔罐疗法中的血液动力学参数检测系统及其疗效评估方法。
背景技术
拔罐疗法在中医中有着悠久的历史和重要地位。通过对人体重要穴位的拔罐治疗，达到调节身体代谢，减轻疼痛，缓解症状等功效。目前拔罐疗法在全世界都有应用，在很多国家得到认可。
然而，拔罐疗法是一个开环的过程，治疗效果依赖于操作者的经验，而且人群中由于性别、年龄和体脂率的差异，对于拔罐的耐受力不同。罐压太低、拔罐时间较长达不到理想治疗效果，而罐压太高、拔罐时间较长则会对机体造成损伤。在拔罐过程中拔罐器内属于一个密闭空间，类似于一个黑箱，难以对拔罐器内的生理参数指标进行有效地检测。同时，拔罐疗法中仍缺乏一种科学的方法来对受测者的身体状态进行评估，并基于不同个体的多项生理参数对拔罐的负压和时长进行在线指导和实时把控。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提出一种拔罐疗法中的血液动力学参数检测系统及其疗效评估方法，解决拔罐疗法中缺乏生理参数监控反馈环节的问题。
本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：
一种拔罐疗法中的血液动力学参数检测系统，包括光学信号采集装置、控制与数据传输装置和数据处理装置，所述光学信号采集装置和控制与数据传输装置通过有线方式连接在一起，该光学信号采集装置由控制与数据传输装置统一进行供电；该控制与数据传输装置和数据处理装置通过有线或无线方式连接。
所述光学信号采集装置包含3个以上的探头，其中一个探头设置在拔罐器内并通过信号线与罐外的控制与数据传输装置连接，其余探头设置在罐外并通过信号线与控制与数据传输装置连接。
所述探头由一个光源和两个探测器及基座构成，一个光源和两个探测器呈三角形排布方式安装在基座上。
所述探头由两个光源和两个探测器及基座构成，两个光源和两个探测器呈长方形排布方式安装在基座上。
所述探头通过黑胶棉或者医用硅胶材料包裹，在光源与探测位点开孔露出光敏面，开孔的四周突起或者叠加一层材料。
所述拔罐器内的探头直径在30～50mm，信号线通过罐侧壁或者罐顶打孔进行走线并进行密封。
所述光源的波长组合为700～790nm和800～860nm，所述光源中心与探测器中心距离为15mm～40mm。
所述控制与数据传输装置包括主控模块、光源驱动模块、电源模块、ADC信号采集模块，主控模块与光源驱动模块、ADC信号采集模块相连接。
一种拔罐疗法中的血液动力学参数检测系统的疗效评估方法，包括如下步骤：
步骤1、在拔罐过程中采集拔罐器内外两个波长的光经人体组织散射后的信号；
步骤2、采用修正的比尔朗博定律计算组织含氧血红蛋白的变化、脱氧血红蛋白的变化和总血容的变化；
步骤3、根据组织含氧血红蛋白的变化计算心率；
步骤4、根据拔罐器内外的变化评估组织氧代谢程度，实时监测血氧参数在拔罐中的变化量，将拔罐器内的血氧参数变化值减去罐外的血氧参数变化值作为评价指标。
所述心率的计算方法为：首先计算每个探测通道的心动周期，然后多个通道取平均，最后对平均值求倒数即为心率；所述血氧参数的计算方法为：计算每个通道的血液动力学参数，每个探头中的2-4个通道之间取平均作为该探测位点的血氧变化情况。
本发明的优点和积极效果是：
1、本系统采用光学信号采集装置检测的皮肤组织发出近红外光并收集响应信号，并将响应信号传输给控制与数据传输装置及数据处理装置，从而得到拔罐治疗中的血液动力学参数，有效地解决目前拔罐治疗中缺乏生理参数监控反馈环节的问题，能够协助医师实时掌握被测者的身体状况，指导指导医师控制拔罐的强度和时间。
2、本系统提供的检测装置探头小巧轻便，不会对受测者产生任何不良影响，设备操作简单，成本低廉，易于在拔罐治疗中实施。
3、本系统的数据处理装置具有可视化界面，供医师实时观测拔罐中受测者的血氧变化情况以及心率，协助医师把控拔罐过程并掌握受测者的身体状态，并具有将拔罐过程中受测者生理参数保存的功能供后续的离线分析。
4、本发明通过对拔罐器内外附近的血液动力学参数检测以及信号分析，以受测者拔罐位点及周围的血液动力学参数变化水平、体表温度、压力和心率等多种参数作为评价指标，并对心率和血氧动力学参数通过多通道间的平均修正误差，提高准确度。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2a是本发明的光学信号采集装置结构图(信号线从罐顶阀门引出)；
图2b是本发明的光学信号采集装置结构图(信号线从罐侧壁引出)；
图3是本发明的探头结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明实施例做进一步详述。
一种拔罐疗法中的血液动力学参数检测系统，如图1所示，包括光学信号采集装置、控制与数据传输装置和数据处理装置，所述光学信号采集装置和控制与数据传输装置通过有线方式连接在一起，该光学信号采集装置由控制与数据传输装置统一进行供电；该控制与数据传输装置和数据处理装置通过有线或无线方式连接。下面对系统中的各个部分分别进行说明：
(1)光学信号采集装置，向需要检测的皮肤组织发出近红外光并收集响应信号，并将响应信号传输给控制与数据传输装置。
在本实施例中，光学信号采集装置包含3个以上的长方形或圆形探头4。其中一个探头在拔罐器1内，其余探头在罐外距离拔罐中心位置50～100mm。
如图2a、图2b所示，封装在拔罐器内的探头直径在30～50mm，拔罐器内的探头通过光纤3或者导线6与罐外的控制与数据传输装置连接；拔罐器外的探头通过光纤3或者导线6与罐外的控制与数据传输装置连接。导线或光纤通过罐侧壁或者罐顶打孔进行走线。打孔处通过物理方法(比如阀门3)或者化学方法(比如金属胶封口5)处理以保证气密性。
所述探头可以通过物理(比如弹簧按压)或者化学方法(比如医用胶黏附)固定在皮肤表面。
如图3所示，探头由一个光源4-3和两个探测器4-1及基座4-2构成，一个光源和两个探测器呈三角形排布方式安装在基座上，也可以采用两个光源和两个探测器并呈长方形排布方式。探头通过黑胶棉或者医用硅胶材料包裹，在光源与探测位点开孔露出光敏面，开孔的四周突起或者叠加一层材料的方法作遮光处理。
光源的波长组合为700～790nm和800～860nm，所述光源中心与探测器中心距离为15mm～40mm。
作为一种扩展方式，拔罐器内还可以安装压力传感器、温度传感器等，可以对气压、体表温度等参数进行同时监测并传送给控制与数据传输装置。
(2)、控制与数据传输装置：控制光学信号采集装置并将采集到的数据整合传输到数据数据处理装置。
在本实施例中，控制与数据传输装置包括主控模块、光源驱动模块、电源模块、ADC信号采集模块，主控模块与光源驱动模块、ADC信号采集模块相连接。主控模块由单片机及其外围电路构成，负责发出控制光源的时序信号，读取ADC采样值并发送到数据处理装置。光源驱动模块根据主控模块给出的时序信号转换成电流或者电压控制多波长LED。ADC信号采集模块读取光电探测器值进行放大滤波以及模数转换。电源模块采用有线电源或移动可充电电源为整个装置进行供电。
(3)、数据处理装置：对控制与数据传输装置采集的数据进行分析处理，实时显示监测数据以及评估结果。
在本实施例中，数据处理装置集成在一台上位机上，该系统能够实时显示拔罐器内外位点的血液动力学参数实时曲线、被测者实时心率；通过罐压和时长监控指示灯的颜色来给出相应的指导或报警；将采集数据保存的到文件中以便后续的离线分析。
基于上述血液动力学参数检测系统的拔罐疗效评估方法，包括如下步骤：
步骤1、在拔罐过程中采集拔罐器内外两个波长的光经人体组织散射后的信号。
步骤2、采用修正的比尔朗博定律计算组织含氧血红蛋白的变化Δ[HbO2]、脱氧血红蛋白的变化Δ[Hb]和总血容的变化Δ[tHb]。
步骤3、根据组织含氧血红蛋白的变化Δ[HbO2]计算心率。
其中心率的计算方法为：首先计算每个探测通道的心动周期，然后多个通道取平均，最后对平均值求倒数即为心率。
步骤4、根据拔罐器内外的Δ[HbO2]变化评估组织氧代谢程度，实时监测血氧参数在拔罐中的变化量，将拔罐器内的血氧参数变化值减去罐外的血氧参数变化值作为评价指标。
在本步骤中，血氧参数的计算方法为：计算每个通道的血液动力学参数，每个探头中的2-4个通道之间取平均作为该探测位点的血氧变化情况。
在本步骤中，可以根据血液动力学参数的变化来判断是否有效，比如在拔罐疗法开始时拔罐器内[HbO2]下降，[Hb]上升，而罐外[HbO2]上升，[Hb]下降。
需要强调的是，本发明所述的实施例是说明性的，而不是限定性的，因此本发明包括并不限于具体实施方式中所述的实施例，凡是由本领域技术人员根据本发明的技术方案得出的其他实施方式，同样属于本发明保护的范围。

Claims (4)

1.一种拔罐疗法中的血液动力学参数检测系统，其特征在于：包括光学信号采集装置、控制与数据传输装置和数据处理装置，所述光学信号采集装置和控制与数据传输装置通过有线方式连接在一起，该光学信号采集装置由控制与数据传输装置统一进行供电；该控制与数据传输装置和数据处理装置通过有线或无线方式连接；
所述光学信号采集装置包含3个以上的探头，其中一个探头设置在拔罐器内并通过信号线与罐外的控制与数据传输装置连接，其余探头设置在罐外距离拔罐器中心位置50～100mm并通过信号线与控制与数据传输装置连接；所述探头通过物理或者化学方法固定在皮肤表面；
所述探头由两个光源和两个探测器及基座构成，所述两个光源和两个探测器呈长方形排布方式安装在基座上；
所述光源的波长组合为700～790nm和800～860nm，所述光源中心与探测器中心距离为15mm～40mm；
所述光学信号采集装置在拔罐过程中采集拔罐器内外两个波长的光经人体组织散射后的信号并通过控制与数据传输装置传输至数据处理装置；
所述数据处理装置采用修正的比尔朗博定律计算组织含氧血红蛋白的变化、脱氧血红蛋白的变化和总血容的变化，根据组织含氧血红蛋白的变化计算心率，根据拔罐器内外含氧血红蛋白的变化评估组织氧代谢程度，实时监测血氧参数在拔罐中的变化量，将拔罐器内的血氧参数变化值减去罐外的血氧参数变化值作为评价指标；
所述数据处理装置计算心率的方法为：首先计算每个探测通道的心动周期，然后多个通道取平均，最后对平均值求倒数即为心率；所述血氧参数的计算方法为：计算每个通道的血液动力学参数，每个探头中的2-4个通道之间取平均作为该探测位点的血氧变化情况。
2.根据权利要求1所述的拔罐疗法中的血液动力学参数检测系统，其特征在于：所述探头通过黑胶棉或者医用硅胶材料包裹，在光源与探测位点开孔露出光敏面，开孔的四周突起或者叠加一层材料。
3.根据权利要求1所述的拔罐疗法中的血液动力学参数检测系统，其特征在于：所述拔罐器内的探头直径在30～50mm，信号线通过罐侧壁或者罐顶打孔进行走线并进行密封。
4.根据权利要求1所述的拔罐疗法中的血液动力学参数检测系统，其特征在于：所述控制与数据传输装置包括主控模块、光源驱动模块、电源模块、ADC信号采集模块，主控模块与光源驱动模块、ADC信号采集模块相连接。
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